著名华人科学家Cell子刊发表干细胞新发现

【字体: 时间:2014年04月21日 来源:生物通

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  来自南加州大学Ostrow牙科学院、中国首都医科大学口腔医学院的研究人员证实,为了适当增殖及形成骨组织,骨髓干细胞需要生成硫化氢。这一研究发现发表在4月10日的《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上。

  

生物通报道  来自南加州大学Ostrow牙科学院、中国首都医科大学口腔医学院的研究人员证实,为了适当增殖及形成骨组织,骨髓干细胞需要生成硫化氢。这一研究发现发表在4月10日的《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上。

南加州大学Ostrow牙科学院的施松涛(Songtao Shi)教授及首都医科大学附属北京口腔医院牙周科主任,教授,主任医师及硕士生导师刘怡(Yi Liu)是这篇论文的共同通讯作者。施松涛教授长期从事口腔再生医学及其临床转化方面的研究工作,尤其在干细胞基础与应用领域取得了很多开创性的研究成果。因在牙髓干细胞研究领域成绩卓越,被称为“牙髓干细胞之父”。迄今在Nature Medicine, Cell Stem Cell等杂志上发表论文150多篇(延伸阅读:专访施松涛:不同以往的干细胞发现 )。

施松涛教授说:细胞通过生成硫化氢来控制钙离子流动。这一重要的离子激活了一连串的细胞信号导致了骨发生,生成新骨组织,并在适当的水平上持续分解旧的骨组织。

相反,缺乏硫化氢会破坏骨稳态,导致实验小鼠形成类似骨质疏松症的疾病。在人类,骨质疏松可导致诸如骨折、行走困难及脊椎疾病等严重问题;5200多万美国人罹患这一疾病或有患病风险。

施松涛和他的研究小组证实,通过给予一些在体内释放硫化氢的小分子可以挽救小鼠的疾病。这些结果表明,类似的治疗或许有可能帮助到人类患者。

“这些结果证实硫化氢调控了骨髓间充质干细胞,通过无毒供体来恢复硫化氢水平或许可为骨质疏松症一类的、由硫化氢缺乏引起的疾病提供新疗法,”施松涛说。

(生物通:何嫱)

作者简介:

施松涛教授

男,1961年11月生于河北省。1983年毕业于北京医科大学(现北京大学)口腔医学院,1986年获该校医学硕士学位,1994年获得美国南加州大学博士学位,1994年至1997年在美国加州大学旧金山分校从事博士后研究。2006年起至今任第四军医大学口腔基础医学博士研究生导师,第四军医大学****讲座教授,美国南加州大学教授,担任美国牙髓病学协会顾问委员,Oral Diseases杂志副主编,PLoS ONE杂志学术编辑。

施松涛教授拥有美国牙医执照并曾在美国国立卫生院附属医院从事临床工作,同时长期从事口腔再生医学及其临床转化方面的研究工作,尤其在干细胞基础与应用领域已取得很多开创性的研究成果。首次从人体颌面和其他组织中分离鉴定牙髓干细胞、脱落乳牙干细胞、牙周膜干细胞、根尖牙乳头干细胞、肌腱干细胞,牙龈间充质干细胞等,并利用这些成体干细胞进行组织的再生修复,研究成果被维基百科列为2003年度干细胞研究领域的里程碑。近年来施松涛教授在临床前期研究方面与国内学者合作成功构建功能性再生牙——生物活性牙根,在大动物体内应用治疗牙齿缺失和牙周炎缺损获得突破。此外, 在临床研究方面也与国内学者合作首次发现间充质干细胞能够治疗系统性红斑狼疮及牙周病,并首先开展了利用自体牙周膜干细胞治疗牙周病的临床实验,推动了应用间充质干细胞在临床治疗疾病的发展。同时,在转化医学研究方面其团队首次发现免疫系统调控间充质干细胞介导的骨再生,揭示通过调节局部免疫能够改善细胞介导的骨形成。施松涛教授与其合作者的研究还首次发现间充质干细胞介导的免疫调节是通过诱导T细胞凋亡实现,并首次建立骨坏死小鼠模型,探索了应用间充质干细胞治疗二磷酸盐导致下颌骨坏死的方法。施松涛教授在Nature Medicine, Cell Stem Cell,Nature Biotechnol,Lancet,J Clin Invest, PNAS, Blood, Cell Research, Cell Death and Differentiation, Stem Cells, JBMR, JDR等杂志发表论文150多篇,申请并获得国际专利10项,为国家杰出青年基金和****获得者。以负责人身份主持NIH研究项目5项和加州再生医学研究院项目1项,并与国内学者共同主持国家自然科学基金国际重大合作项目1项,科技部国际科技合作项目1项,同时参与科技部973项目2项。

生物通推荐原文摘要:

Hydrogen Sulfide Maintains Mesenchymal Stem Cell Function and Bone Homeostasis via Regulation of Ca2+ Channel Sulfhydration

Gaseous signaling molecules such as hydrogen sulfide (H2S) are produced endogenously and mediate effects through diverse mechanisms. H2S is one such gasotransmitters that regulates multiple signaling pathways in mammalian cells, and abnormal H2S metabolism has been linked to defects in bone homeostasis. Here, we demonstrate that bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs) produce H2S in order to regulate their self-renewal and osteogenic differentiation, and H2S deficiency results in defects in BMMSC differentiation. H2S deficiency causes aberrant intracellular Ca2+ influx because of reduced sulfhydration of cysteine residues on multiple Ca2+ TRP channels. This decreased Ca2+ flux downregulates PKC/Erk-mediated Wnt/β-catenin signaling which controls osteogenic differentiation of BMMSCs. Consistently, H2S-deficient mice display an osteoporotic phenotype that can be rescued by small molecules that release H2S. These results demonstrate that H2S regulates BMMSCs and that restoring H2S levels via nontoxic donors may provide treatments for diseases such as osteoporosis that can arise from H2S deficiencies.

 

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